افزونگی سرور (Redundancy) چیست و چند نوع دارد؟

افزونگی سرور به معنی ایجاد سرورهای اضافی است تا در مواقع حساس به سرور اصلی کمک کنند. همین مفهوم در شبکه هم وجود دارد. Redundancy شبکه هم به معنی ایجاد مسیرها یا منابع اضافی در شبکه است تا در صورت ایجاد اختلال، کل شبکه با قطعی مواجه نشود. در این مطلب از بخش آموزش پایگاه داده در بلاگ پارس‌پک می‌خواهیم به‌صورت کامل توضیح دهیم که مفهوم Redundancy در شبکه چیست، چه انواعی دارد و همین‌طور به این سؤال هم پاسخ دهیم که افزونگی سرور چیست؟ پس در ادامه این مقاله با ما همراه باشید.

افزونگی یا Redundancy چیست؟

افزونگی مفهومی است که در بسیاری از حوزه‌ها کاربرد دارد، اما در دنیای فناوری اطلاعات و شبکه‌ها کاربرد آن بیشتر و خاص‌تر است. در این حوزه، Redundancy به معنای ایجاد نسخه‌های اضافی از اجزا یا سیستم‌ها است تا در صورت بروز مشکلات یا خرابی‌ها، عملکرد سیستم بدون وقفه ادامه یابد.
این فرایند باعث می‌شود که سیستم‌ها در برابر اختلالات مختلف مقاوم‌تر شوند و از آسیب‌های احتمالی جلوگیری کنند. به عبارت دیگر، Redundancy به معنای اطمینان از تداوم کار بدون هیچ‌گونه اختلال و دسترسی به خدمات است.
اگر بخواهیم فقط در یک مورد بگوییم که مزیت Redundancy در شبکه چیست، باید به افزایش امنیت و پایداری سیستم‌های قرار گرفته در شبکه اشاره کنیم. در سیستم‌های ریداندنت، چندین نسخه از هر عنصر حیاتی یا بخش حساس وجود دارد که این موضوع به کاهش ریسک خرابی و از دست دادن اطلاعات کمک می‌کند. به‌علاوه، افزونگی نه تنها به حفظ عملکرد و امنیت کمک می‌کند، بلکه بهبود سرعت و کارایی سیستم‌ها را نیز به همراه دارد.

انواع مختلف Redundancy

افزونگی مثل یک سوییچ اطمینان برای وب‌سایت کار می‌کند. شما وقتی یک نسخه پشتیبان (‌Backup) از اطلاعات سرور خود می‌گیرید، در واقع این سوییچ اطمینان را برای داده‌های خود فعال می‌کنید که به آن Redundancy داده یا دیتا گفته می‌شود. اما انواع دیگری از افزونگی وجود دارد که می‌توانید بر اساس نوع پروژه و میزان اهمیت، از آن‌ها استفاده کنید. مثل:

• افزونگی در شبکه
• Redundancy در سخت‌افزار
• افزونگی در برق
• Redundancy در جغرافیا
• افزونگی در پایگاه داده

در ادامه، توضیح هر یک از این موارد به‌همراه مثال کاربردی آن‌ها ارائه شده‌است:‌

۱- افزونگی در شبکه چیست؟

در قسمت‌های قبلی به این سؤال پاسخ دادیم که Redundancy در شبکه چیست. در این قسمت فقط یادآوری می‌کنیم که افزونگی شبکه به‌معنی طراحی مسیرهای ارتباطی متعدد بین دستگاه‌ها یا بخش‌های مختلف سیستم است. اگر یک کابل قطع شود، یک سوئیچ بسوزد یا یک مسیر دچار ترافیک سنگین گردد، داده‌ها می‌توانند از مسیرهای جایگزین عبور کنند تا ارتباط قطع نشود. این کار معمولاً با استفاده از پروتکل‌هایی مانند STP (Spanning Tree Protocol) یا LACP (Link Aggregation Control Protocol) و داشتن روترها یا سوئیچ‌های پشتیبان انجام می‌شود.
به‌عنوان مثال فرض کنید در یک بیمارستان بزرگ، سیستم انتقال اطلاعات پرونده‌های دیجیتال بین بخش‌ها فقط از طریق یک سوئیچ مرکزی انجام می‌شود. اگر این سوئیچ خراب شود، کل ارتباطات داخلی قطع می‌شود. با پیاده‌سازی افزونگی شبکه، دو سوئیچ با کابل‌کشی فیزیکی جداگانه نصب می‌شوند. حالا اگر سوئیچ اصلی از کار بیفتد، سوئیچ دوم در کسری از ثانیه جایگزین آن می‌شود و جریان داده بدون وقفه ادامه می‌یابد.

۲- افزونگی در سخت افزار یعنی چه؟

اینجا تمرکز بر روی اجزای فیزیکی سیستم است. یعنی استفاده از قطعات یدک یا مشابه برای بخش‌های حیاتی سخت‌افزاری، به طوری که خرابی یک قطعه باعث توقف کل عملیات نشود. این افزونگی می‌تواند در سطح سرور (مثل سرورهای خوشه‌ای یا کلاد)، دیسک‌های ذخیره‌سازی (مثل RAID)، فن‌ها، پاورها و حتی کل سرورها باشد.
برای مثال، یک بانک را در نظر بگیرید که سرور اصلی پایگاه داده‌اش اطلاعات حساب‌های مشتریان را مدیریت می‌کند. اگر هارد دیسک این سرور خراب شود، فاجعه رخ می‌دهد! با پیاده‌سازی Redundancy سخت‌افزاری، از تکنولوژی RAID 1 (یا RAID 10) استفاده می‌شود. در RAID 1، داده‌ها به طور همزمان روی دو دیسک جداگانه کپی می‌شوند (Mirroring). حالا اگر یکی از دیسک‌ها خراب شود، دیسک دوم بلافاصله و بدون وقفه، کار را ادامه می‌دهد و مدیر سیستم فرصت کافی برای تعویض دیسک معیوب دارد.

۳- تعریف افزونگی در برق

هدف این افزونگی، تامین بدون وقفه منبع تغذیه سیستم‌ها است. قطعی برق یا نوسانات شدید می‌تواند باعث خاموشی ناگهانی، از دست رفتن داده‌ها یا آسیب سخت‌افزاری شود. Redundancy برق معمولاً شامل چند لایه حفاظتی مانند UPS (منبع تغذیه بدون وقفه)، ژنراتورهای پشتیبان و مسیرهای ورودی برق مستقل از شبکه‌های مختلف است.
مثلاً در یک مرکز تماس که صدها اپراتور به صورت ۲۴ ساعتی و در ۷ روز هفته فعال هستند، قطع برق حتی برای چند دقیقه می‌تواند باعث قطع تماس‌ها و ضرر مالی قابل توجه شود. برای افزونگی برق، ابتدا از UPS‌های قدرتمند استفاده می‌شود که در صورت قطع برق شهری، فوراً وارد مدار شده و برق مورد نیاز سرورها، سوئیچ‌ها و کامپیوترهای اپراتورها را تامین می‌کند. همچنین به‌صورت همزمان، می‌توان از یک ژنراتور دیزلی پشتیبان استفاده کرد تا قبل از خالی شدن باتری UPS‌ها، بار سیستم را تا زمان وصل شدن مجدد برق شهر، به‌عهده بگیرد.

۴- افزونگی در داده (Data Redundancy)

افزونگی داده به معنای ذخیره چندین کپی از داده‌های مهم در مکان‌های متفاوت است. این کار برای محافظت در برابر از دست رفتن داده‌ها به دلایلی مانند خرابی سخت‌افزار ذخیره‌سازی، خطای انسانی (مثل حذف اشتباهی)، بدافزار (مثل باج‌افزار) یا بلایای طبیعی انجام می‌شود. این Redundancy معمولاً با استراتژی‌های پشتیبان‌گیری پیاده‌سازی می‌شود.
مثلاً برای یک شرکت طراحی گرافیک، تمام فایل‌های پروژه‌ها، طرح‌های نهایی و منابع مشتریان را روی یک سرور اختصاصی ذخیره می‌کند، می‌توان برای افزونگی داده، یک استراتژی سه مرحله‌ای اجرا کرد:

• کپی تمام داده‌ها در دو نسخه به‌غیر از نسخه اصلی
• یکی از کپی‌ها مثلاً روی یک درایو (Disk Drive) از یک کامپیوتر دیگر و یکی روی یک سرور دانلود یا فضای ابری قرار گیرد.
• آپدیت فایل‌های پشتیبان پس از تغییر نسخه اصلی

۵- افزونگی در پایگاه داده چیست؟

در این روش، از تکنیک‌هایی مانند Replication استفاده می‌شود که در آن چندین نسخه از پایگاه داده (به نام Replica یا Node) به طور همزمان نگهداری می‌شوند. این کپی‌ها می‌توانند برای توزیع بار خواندن (Read Load) استفاده شوند.
به‌عنوان مثال، یک وب‌سایت پربازدید فروش آنلاین را تصور کنید که پایگاه داده محصولات و موجودی انبارش دائماً توسط کاربران در حال بررسی است. اگر فقط یک سرور پایگاه داده داشته باشد، در صورت خرابی یا زمان تعمیرات، سایت از دسترس خارج می‌شود. همچنین، بار زیاد ممکن است باعث کندی شود. با پیاده‌سازی افزونگی پایگاه داده از طریق Replication، یک سرور پایگاه داده اصلی (Master) وجود دارد که عملیات نوشتن شامل درج (Insert)، آپدیت (Update) و حذف (Delete)را انجام می‌دهد و چندین سرور پایگاه داده ثانویه (Slave/Replica) که داده‌ها را از Master دریافت و همگام‌سازی می‌کنند. با این روش:

• کاربران برای خواندن داده‌ها (مثل دیدن محصولات) به Replicaها هدایت می‌شوند و بار سرور اصلی کم می‌شود.
• اگر سرور اصلی خراب شود، یکی از Replicaها می‌تواند به سرعت به عنوان Master جدید ارتقا یابد و سایت بدون اختلال به کار خود ادامه دهد.

۶- افزونگی در جغرافیا چیست؟

افزونگی جغرافیایی بالاترین سطح Redundancy است و هدف آن محافظت در برابر فاجعه‌های گسترده مانند سیل، زلزله، آتش‌سوزی بزرگ یا قطعی منطقه‌ای برق/شبکه است. در این روش، زیرساخت‌های حیاتی (مراکز داده، سرورها، ذخیره‌سازها) در مکان‌های فیزیکی کاملاً جداگانه و دور از هم، مثلاً در شهرها یا حتی کشورهای مختلف، مستقر می‌شوند.
مثلاً یک ارائه‌دهنده سرویس‌های ابری (Cloud Provider) بزرگ که سرویس‌های مختلفی را به هزاران شرکت ارائه می‌دهد، نمی‌تواند اجازه دهد یک فاجعه طبیعی در یک منطقه باعث قطعی کامل سرویس‌هایش شود. این شرکت دو یا چند مرکز داده (Data Center) در نقاط مختلف جغرافیایی، مثلاً یکی در تهران، یکی در اصفهان و یکی در مشهد، راه‌اندازی می‌کند. این مراکز داده به طور مداوم داده‌ها و سرویس‌ها را بین خود همگام‌سازی می‌کنند و حالا اگر به دلیل زلزله، مرکز داده تهران حتی کاملاً از دسترس خارج شود، ترافیک کاربران به طور خودکار به مراکز داده اصفهان و مشهد هدایت می‌شود و کاربران ممکن است فقط یک وقفه کوتاه را در حد تغییر مسیر ترافیک تجربه کنند.

انواع مدل‌های Redundancy در شبکه

بعد از اینکه متوجه شدیم Redundancy در شبکه چیست، باید انواع مدل‌های آن را نیز بشناسیم. این اطلاعات می‌تواند در انتخاب مناسب‌ترین مدل به ما کمک کند. در ادامه به بررسی مهم‌ترین مدل‌های Redundancy و کاربردهای عملی هر یک می‌پردازیم.

۱- مدل Active-Active

مدل Active-Active یکی از متداول‌ترین مدل‌های Redundancy در شبکه‌ها است. در این مدل همه سرورهای موجود به‌طور همزمان در حال فعالیت هستند و بار کاری بین آن‌ها به‌طور متوازن تقسیم می‌شود. این مدل نه تنها باعث بهبود عملکرد و افزایش سرعت می‌شود، بلکه استفاده بهینه از تمام منابع موجود را نیز تضمین می‌کند. در صورت خرابی یکی از سرورها، سایر سرورهای فعال بار اضافی را به‌صورت اتوماتیک بر عهده می‌گیرند.
کاربرد اصلی این مدل در شبکه‌هایی است که نیاز به پردازش همزمان تعداد بالایی از درخواست‌ها دارند؛ به‌عنوان مثال دیتاسنترهای بزرگ یا کسب‌وکارهای آنلاین که حتی یک لحظه قطعی می‌تواند خسارات قابل توجهی را به آن‌ها وارد کند، می‌توانند از این مدل برای افزونگی سرور (Server Redundancy) استفاده کنند.
علاوه بر این، به دلیل توزیع بار میان چند سرور به شکل همزمان، این مدل قابلیت گسترش آسان و مقیاس‌پذیری بالا را نیز دارد. در واقع شما می‌توانید به‌سادگی و با اضافه کردن سرورهای جدید، این مدل را توسعه دهید.

۲- مدل Active-Passive

در مدل Active-Passive یا مدل فعال-غیرفعال، برخلاف مدل قبلی، یک یا چند سرور به‌صورت فعال در حال ارائه خدمات هستند و سرورهای اضافی (سرورهای پشتیبان) به حالت آماده‌باش (Standby) قرار دارند. در صورت بروز خرابی یا مشکل در سرور اصلی، سرورهای پشتیبان به‌طور خودکار فعال شده و مسئولیت سرویس‌دهی را بر عهده می‌گیرند.
این مدل بیشتر در شرایطی کاربرد دارد که حجم بار کاری بسیار بالا نیست ولی حفظ پایداری خدمات بسیار ضروری است. برای مثال، در سیستم‌های بانکی یا سامانه‌های مدیریت بحران که ثبات و پایداری مهم‌تر از توزیع بار مداوم است، استفاده از این مدل کاملاً منطقی و مقرون به‌صرفه خواهد بود.
یکی از مزیت‌های مهم مدل Active-Passive، هزینه کمتر در مقایسه با مدل‌های دیگر است، زیرا سرورهای پشتیبان تنها در مواقع اضطراری فعال می‌شوند و نیاز کمتری به نگهداری و ارتقا مداوم دارند. با این وجود، در این مدل باید توجه ویژه‌ای به زمان سوئیچ کردن بین سرورهای فعال و غیرفعال داشت تا از ایجاد وقفه قابل توجه در خدمات جلوگیری شود.

۳- مدل N+1

مدل N+1 یک روش افزونگی است که در آن به ازای هر تعداد مشخصی از تجهیزات یا سرورهای فعال (N)، حداقل یک تجهیز یا سرور اضافی (+1) به‌عنوان پشتیبان در نظر گرفته می‌شود. در صورت بروز مشکل در هر یک از سرورها، سرور اضافی به‌صورت خودکار وارد عمل شده و وظایف سرور خراب را بر عهده می‌گیرد.
این مدل به دلیل انعطاف‌پذیری بالا و هزینه نسبتاً مناسب، به‌طور گسترده‌ای در دیتاسنترها و مراکز داده متوسط تا بزرگ استفاده می‌شود. به‌عنوان مثال، اگر شبکه‌ای ۵ سرور فعال داشته باشد، یک سرور اضافی به‌عنوان پشتیبان در نظر گرفته می‌شود که در صورت بروز مشکل، به‌طور موقت جایگزین سرور معیوب خواهد شد.
یکی از مزایای مهم این مدل، تعادل مطلوب بین هزینه و قابلیت اطمینان است. به این ترتیب شما می‌توانید با کمترین میزان سرمایه‌گذاری، از عملکرد پایدار و مداوم شبکه خود اطمینان حاصل کنید. همچنین در این مدل، مدیریت منابع نیز ساده‌تر است؛ چراکه تعداد سرورهای اضافی و نگهداری آن‌ها به صورت مشخص و محدود است.

۴- مدل Dual Ring Network

مدل Dual Ring Network یک ساختار حلقوی دوتایی دارد که ترافیک شبکه در دو جهت مخالف جریان پیدا می‌کند. در این مدل اگر یکی از مسیرها یا تجهیزات دچار اختلال شود، ترافیک به‌صورت خودکار به حلقه دیگر منتقل می‌شود و از بروز قطعی جلوگیری می‌کند.
این مدل به خصوص در شبکه‌های بزرگ که نیازمند سرعت و پایداری بالا هستند، مانند شبکه‌های مخابراتی و ارتباطی استفاده می‌شود. ساختار دو حلقه‌ای آن باعث می‌شود که همواره یک مسیر جایگزین برای ارسال داده‌ها وجود داشته باشد.
همچنین، این مدل انعطاف‌پذیری بالایی در مقیاس‌پذیری و تعمیر و نگهداری آسان تجهیزات ارائه می‌دهد و به این ترتیب مدیریت شبکه را ساده‌تر می‌کند.

۵- مدل Diverse Trunking

مدل Diverse Trunking بر اساس استفاده از مسیرهای کاملاً مجزا برای انتقال داده‌ها استوار است. این مدل به منظور کاهش ریسک اختلال همزمان در مسیرها و افزایش ضریب اطمینان شبکه به‌کار می‌رود.
معمولاً در شبکه‌هایی که حفظ امنیت و استمرار خدمات بسیار ضروری است، مانند شبکه‌های مالی و بانکی یا مراکز مدیریت بحران، از مدل Diverse Trunking استفاده می‌شود تا از قطعی همزمان مسیرها جلوگیری گردد.
مزیت بزرگ این مدل، ایجاد اطمینان از تداوم خدمت‌رسانی حتی در صورت بروز مشکلات اساسی است که به شدت به کاهش ریسک عملیاتی کمک می‌کند.

مزایای استفاده از Redundancy چیست؟

اینکه مزیت استفاده از Redundancy در شبکه چیست، تا حدی در قسمت‌های قبلی و با همان معنی Redundancy در کامپیوتر توضیح داده شد. اما مزیت‌های استفاده از این تکنولوژی می‌تواند بسیار بیشتر باشد. در این قسمت مهم‌ترین مزیت‌های استفاده از این روش توضیح داده شده‌است:

۱- افزایش پایداری و دسترسی مداوم

یکی از مهم‌ترین مزایای استفاده از افزونگی در سیستم‌ها، افزایش پایداری و دسترسی مداوم است. با ایجاد نسخه‌های پشتیبان، منابع و همچنین سرورهای اضافی، سیستم‌ها می‌توانند در صورت بروز مشکل در یکی از اجزا، بدون هیچ‌گونه وقفه‌ای به عملکرد خود ادامه دهند. برای مثال، اگر یک سرور دچار خرابی شود، سرور ریداندنت به صورت خودکار وارد عمل می‌شود و باعث می‌شود که کاربر نه تنها متوجه خرابی نشود بلکه دسترسی به خدمات همچنان ادامه یابد. این ویژگی به‌ویژه در کسب‌وکارهای آنلاین و شبکه‌های حساس که هیچ‌گونه قطعی قابل‌قبول نیست، اهمیت ویژه‌ای دارد.
در واقع، افزونگی در طراحی سیستم‌ها تضمین می‌کند که هیچ‌گاه سیستم به طور کامل از دسترس خارج نشود. این ویژگی باعث می‌شود که تجربه کاربری بهبود یابد و از ایجاد نارضایتی در مشتریان و کاربران جلوگیری شود. با توجه به اینکه بسیاری از سیستم‌ها به‌طور ۲۴ ساعته فعالیت می‌کنند، این قابلیت Redundancy بسیار ضروری است و از آسیب‌های ناشی از قطعی ناگهانی جلوگیری می‌کند.

۲- کاهش خطرات و ریسک‌ها

Redundancy باعث کاهش چشمگیر ریسک‌ها و خطرات ناشی از خرابی‌های سیستم نیز می‌شود. در محیط‌هایی که سیستم‌ها و شبکه‌ها تحت فشار زیاد و یا در معرض خطرات مختلف قرار دارند، سرورهای اضافی و ریداندنت به عنوان یک راه‌حل کلیدی شناخته می‌شود. زمانی که یک بخش از سیستم دچار خرابی می‌شود، وجود نسخه‌های اضافی از آن بخش کمک می‌کند که عملکرد سیستم بدون هیچ وقفه‌ای ادامه یابد. به این ترتیب، ریسک از دست دادن اطلاعات و توقف در ارائه خدمات به حداقل می‌رسد.
علاوه‌بر این، استفاده از افزونگی در شبکه‌ها و سیستم‌ها به کاهش ریسک‌های امنیتی نیز کمک می‌کند. به‌عنوان مثال، با داشتن سرورهای پشتیبان و تجهیزات اضافی، می‌توان از نفوذ یا حملات سایبری که ممکن است به یک بخش آسیب برساند، جلوگیری کرد و در نتیجه، سیستم‌ها در برابر تهدیدات خارجی مقاوم‌تر می‌شوند.

۳- بهینه‌سازی عملکرد و سرعت

مزیت دیگر افزونگی، بهینه‌سازی عملکرد و افزایش سرعت است. در سیستم‌هایی از Redundancy استفاده شده‌است، منابع اضافی برای توزیع بار درخواست‌ها و پردازش‌ها در اختیار سیستم قرار می‌گیرد. این موضوع باعث می‌شود که سیستم بتواند حجم بالای درخواست‌ها را بدون کاهش سرعت یا افت عملکرد مدیریت کند. به عنوان مثال، اگر یک سرور در حال پردازش حجم زیادی از داده‌ها باشد، سرور ریداندنت می‌تواند بار اضافی را از آن بردارد و بدین ترتیب از کند شدن سیستم جلوگیری کند.
این ویژگی به‌ویژه در شبکه‌های بزرگ و دیتاسنترها اهمیت دارد که هزاران درخواست به طور همزمان به سرورها ارسال می‌شود که به آن افزونگی در پایگاه داده گفته می‌شود. در این شرایط، Redundancy به توزیع متوازن بار کمک می‌کند و باعث می‌شود که هیچ سروری بیش از حد بارگذاری نشود. به همین دلیل، استفاده از افزونگی در چنین سیستم‌هایی باعث افزایش کارایی و سرعت پردازش می‌شود.

دلیل اهمیت Redundant چیست؟

در دنیای فناوری اطلاعات، حتی یک دقیقه قطعی یا مشکل در سیستم می‌تواند تبعات سنگینی به همراه داشته باشد. دقیقاً به همین دلیل است که Redundancy اهمیت بالایی در بسیاری از سیستم‌ها، به ویژه در شبکه‌ها و سرورها، دارد. با استفاده از این تکنیک می‌توان از وقفه‌های ناخواسته جلوگیری و از این طریق به عملکرد پایدار و بدون اختلال سیستم کمک کرد. افزونگی در سرورها و تجهیزات شبکه به این معنی است که در صورت بروز هرگونه مشکل در یک بخش، سایر اجزا یا نسخه‌های پشتیبان وارد عمل می‌شوند و به سیستم اجازه می‌دهند که بدون قطع شدن به عملکرد خود ادامه دهد.
علاوه بر این، افزونگی به کاهش ریسک‌های ناشی از خرابی‌های غیرمنتظره کمک می‌کند. تصور کنید یکی از سرورهای اصلی دچار خرابی شود؛ در صورتی که Redundancy به درستی پیاده‌سازی شده باشد، تمام بار کاری به منابع پشتیبان منتقل شده و هیچ‌گونه اختلالی در عملکرد یا ارائه خدمات نخواهید دید. این امر نه تنها از نظر امنیتی برای محافظت از داده‌ها اهمیت دارد، بلکه از منظر اقتصادی نیز می‌تواند هزینه‌های ناشی از خرابی، تعمیرات و از دست رفتن فرصت‌ها را کاهش دهد. در واقع، وجود افزونگی به کسب‌وکارها این اطمینان را می‌دهد که حتی در مواقع بحرانی، عملیات به سرعت بازیابی می‌شود و از وقفه‌های طولانی جلوگیری خواهد شد.
همچنین افزونگی به‌طور عملی به بهینه‌سازی عملکرد سیستم‌ها کمک می‌کند. زمانی که از منابع اضافی در سیستم استفاده می‌شود، این منابع می‌توانند به توزیع بار پردازش، ذخیره‌سازی و سایر وظایف کمک کنند. این توزیع بار باعث می‌شود که سیستم بتواند به سرعت و به طور مؤثر درخواست‌ها را پردازش و از افت سرعت یا کندی در عملکرد جلوگیری کند. این ویژگی به‌ویژه در مواقع پیک بار یا در محیط‌های کاری که نیاز به پردازش سریع و حجم بالای داده دارند، بسیار ضروری است. در مجموع، Redundancy باعث می‌شود که سیستم‌ها پایدارتر، امن‌تر و سریع‌تر عمل کنند و از مشکلاتی که می‌تواند بر روند کاری تأثیر بگذارد، جلوگیری نمایند.

افزونگی یا Redundancy چطور کار می‌کند؟

تا این قسمت به این نتیجه رسیدیم که Redundancy در شبکه چیست. این فرایند معمولاً در سرورها، روترها و سوئیچ‌ها پیاده‌سازی می‌شود و به‌طور خودکار در صورت بروز مشکل در یکی از اجزا، به تجهیزات پشتیبان یا مسیرهای دیگر انتقال داده می‌شود. برای مثال، زمانی که یک سرور دچار مشکل می‌شود، سرور ریداندنت (Redundant Server) به‌طور خودکار جایگزین آن شده و خدمات را ادامه می‌دهد، بدون اینکه کاربران متوجه هیچ‌گونه وقفه‌ای شوند.
Redundancy در شبکه معمولاً به دو صورت افقی و عمودی پیاده‌سازی می‌شود. در افزونگی افقی، چندین سرور مشابه به یکدیگر برای پردازش درخواست‌ها به صورت همزمان استفاده می‌شوند. این سرورها می‌توانند بارهای پردازشی را بین خود تقسیم کنند و در صورت بروز هرگونه مشکل در یکی از آن‌ها، دیگر سرورها جایگزین آن شده و هیچگونه اختلالی در خدمات ایجاد نمی‌شود. در افزونگی عمودی نیز از منابع اضافی در یک سرور برای افزایش قدرت پردازش و پشتیبانی از داده‌ها استفاده می‌شود تا سرور قادر به تحمل بار بیشتر باشد.

IP Failover چیست؟

IP Failover یک تکنیک مهم در مدیریت شبکه است که به کمک آن، در صورت بروز خرابی یا از کار افتادن یکی از سرورها یا تجهیزات شبکه، ترافیک به طور خودکار به سرور یا سیستم دیگری منتقل می‌شود تا از بروز قطعی یا اختلال در سرویس‌دهی جلوگیری شود. این فرایند برای بهبود افزونگی سرور و اطمینان از دسترسی مداوم به خدمات، به‌ویژه در شبکه‌های حساس و حیاتی، بسیار حائز اهمیت است. به‌طور ساده، اگر سرور اصلی شما از دسترس خارج شود، آدرس IP مربوطه به سرور پشتیبان منتقل می‌شود و خدمات بدون هیچ‌گونه وقفه‌ای ادامه خواهند یافت.
این فرایند معمولاً در شبکه‌های بزرگ و پیچیده که از چندین سرور یا تجهیزات شبکه‌ای استفاده می‌کنند، به‌کار می‌رود. زمانی که IP Failover فعال می‌شود، سیستم به‌طور خودکار آدرس‌های IP را از سرور یا گره (Node) اصلی به گره یا سرور پشتیبان منتقل می‌کند. این انتقال بدون نیاز به مداخله دستی انجام می‌شود و هیچ تاثیری بر عملکرد کاربران نهایی ندارد. به این ترتیب، افزونگی سرور می‌تواند از اختلالات احتمالی ناشی از خرابی یا قطع خدمات جلوگیری کند و تجربه کاربری را بهبود بخشد.

میزبانی Redundant چیست و چرا سرور شما به آن نیاز دارد؟

سرورهای میزبانی Redundant با ارائه نسخه‌های موازی و تجهیزات اضافی، تضمین می‌کنند که سایت یا اپلیکیشن شما در صورت بروز هرگونه اختلال، همچنان در دسترس باقی بماند. با این نوع میزبانی، حتی اگر یکی از سرورها یا بخش‌های سخت‌افزاری دچار مشکل شود، بلافاصله نسخه‌های اضافی فعال می‌شوند و از وقفه در دسترسی به خدمات جلوگیری می‌کنند.
با انتخاب میزبانی Redundant، چه به‌صورت سرور اضافی و چه به‌صورت سرور تکراری (Replicate Server) می‌توانید از پایداری و تداوم عملکرد سرویس‌های خود اطمینان داشته باشید. این موضوع به‌خصوص برای کسب‌وکارهایی که به‌صورت آنلاین فعالیت دارند و حتی کوتاه‌ترین قطعی می‌تواند منجر به از دست رفتن مشتری و درآمد شود، بسیار حیاتی است. به همین دلیل، استفاده از این نوع میزبانی موجب جلب رضایت مشتری و تقویت اعتماد آن‌ها به سرویس شما می‌شود.
علاوه بر این، استفاده از میزبانی Redundant می‌تواند به بهینه‌سازی عملکرد سرور نیز کمک کند. با توزیع متوازن بار بین سرورهای متعدد، سرورهای شما می‌توانند درخواست‌های بیشتری را بدون افت سرعت پاسخ دهند. به این ترتیب، کاربران تجربه سریع‌تر و بهتری از وب‌سایت یا سرویس آنلاین شما خواهند داشت که در بلندمدت منجر به رشد و توسعه کسب‌وکار شما می‌شود.

خوشه‌بندی یا کلاسترینگ سرور چیست؟

خوشه‌بندی سرور یا کلاسترینگ (Server Clustering) به معنای اتصال چندین سرور به یکدیگر به‌گونه‌ای است که این مجموعه سرورها به صورت یک واحد منسجم و یکپارچه عمل کنند. در عمل، هر کلاستر می‌تواند درخواست‌ها را به شکل همزمان پردازش کرده و در صورت خرابی یا از کار افتادن یک سرور، دیگر سرورها به صورت خودکار وارد عمل شده و ادامه خدمات را تضمین کنند.
این تکنولوژی در کسب‌وکارهای آنلاین و مراکز داده بزرگ که نیازمند اطمینان بالا از در دسترس بودن خدمات هستند، بسیار کاربرد دارد. به عنوان مثال، بانک‌ها و سیستم‌های تجارت الکترونیک به‌طور گسترده‌ای از خوشه‌بندی سرور استفاده می‌کنند تا از دسترس خارج شدن سامانه‌ها جلوگیری کنند و باعث بهبود روند پاسخ‌گویی شود.
علاوه بر افزایش پایداری و کاهش قطعی‌ها، خوشه‌بندی سرورها امکان توزیع متوازن بار را نیز فراهم می‌کند. این موضوع باعث می‌شود که منابع سیستم به شکل بهینه استفاده شوند و هیچ سروری دچار فشار بیش از حد نشود. در نتیجه، کاربران و مشتریان تجربه‌ای سریع‌تر، قابل اعتمادتر و بهتر از خدمات شما خواهند داشت.
قبول داریم که تعریف خوشه‌بندی سرور با افزونگی در سرور شبیه است، اما تفاوت‌هایی میان این دو مفهوم وجود دارد که در جدول زیر به آن‌ها پرداخته شده‌است:

پیش‌نیاز اساسی در ساخت یک Cluster کارآمد چیست؟

پیش‌نیاز اساسی برای داشتن یک خوشه (Cluster) کارآمد، وجود زیرساخت سخت‌افزاری و نرم‌افزاری منسجم و هماهنگ است. همه سرورهای عضو خوشه باید از نظر پیکربندی سخت‌افزاری تا حد امکان مشابه باشند تا خروجی به‌صورت کاملاً هماهنگ عمل کند.
همچنین، اتصال بین این سرورها باید از طریق شبکه‌ای پایدار و با سرعت بالا انجام شود؛ چرا که تاخیر در ارتباط داخلی میان گره‌ها (Node) می‌تواند کارایی کلی خوشه را به‌شدت کاهش دهد. وجود سوئیچ‌های با کیفیت، شبکه‌های اختصاصی برای تبادل داده بین سرورها (مثل Interconnect) و پهنای باند کافی، پایه‌ای‌ترین نیازهای فنی برای خوشه‌بندی مؤثر محسوب می‌شوند.
در کنار سخت‌افزار مناسب، استفاده از نرم‌افزار مدیریت کلاستر نیز اهمیت بالایی دارد. این نرم‌افزار باید بتواند وظایف را به‌درستی بین گره‌ها تقسیم، وضعیت سلامت آن‌ها را پایش و در صورت بروز خرابی، به‌صورت خودکار فرایند Failover یا انتقال بار را انجام دهد. در واقع بدون سیستم عامل و ابزارهای مدیریت خوشه قدرتمند (مانند Kubernetes در محیط‌های کانتینری یا VMware vSphere در سرورهای مجازی)، کارایی واقعی یک خوشه قابل دستیابی نخواهد بود.

جمع‌بندی

Redundancy یکی از مسائل اولویت‌دار در شبکه و اینترنت است و کمک می‌کند تا حتی در شرایط بحرانی، شبکه، وب‌سایت‌ها و همچنین اپلیکیشن‌ها همچنان فعال و در دسترس باشند. در این مقاله از بلاگ پارس‌پک علاوه بر اینکه به این سؤال پاسخ دادیم که Redundancy در شبکه چیست، همچنین نکات مهم دیگری را در مورد افزونگی، نحوه عملکرد و انواع آن را نیز به‌صورت کامل بررسی کردیم.

سؤالات متداول

مهم‌ترین کاربرد افزونگی چیست؟

مهم‌ترین کاربرد افزونگی، جلوگیری از قطعی سرویس و تضمین دسترسی مداوم به سیستم‌ها در صورت بروز خرابی یا اختلال است.

کاربرد Redundancy در شبکه چیست؟

کاربرد Redundancy در شبکه، تضمین پایداری ارتباطات و جلوگیری از قطع شدن اتصال بین دستگاه‌ها است؛ به‌طوری که در صورت خرابی مسیر یا تجهیزی، مسیر یا تجهیز جایگزین به‌طور خودکار وارد عمل شود و شبکه بدون اختلال به کار خود ادامه دهد.

برای یک وب‌سایت پرترافیک، کدام نوع از Redundancy عملکرد بهتری دارد؟

مدل Active-Active یا استفاده از خوشه‌بندی (Clustering) بهترین گزینه برای وب‌سایت‌های پرترافیک است، چون بار ترافیک بین چند سرور تقسیم می‌شود و حتی در زمان پیک بار، اختلالی در سرویس‌دهی ایجاد نمی‌شود.